摘要:文章簡述了土釘墻支護技術工作機理及特點,并基于工程實踐,分析了土釘墻支護技術在建筑深基坑工程中的施工工藝及施工要點,以供參考。
隨著經(jīng)濟發(fā)展,人們生活水平的提高,建筑行業(yè)的高層、超高層逐漸增多,基坑深度也在增加,促成了深基坑工程施工技術的不斷進步,土釘墻支護技術由于具有材料用量少,施工速度快,安全可靠,經(jīng)濟等優(yōu)點在深基坑圍護中得到廣泛應用。
一、土釘墻支護技術概述
在現(xiàn)代高層建筑基坑工程中,土釘墻及其復合支護以及經(jīng)濟實用、安全可靠的特點優(yōu)勢正逐漸得到越來越廣泛的運用。利用土釘墻作為深基坑支護的施工技術,以其獨特的受力性能,良好的技術經(jīng)濟效果,被越來越多地使用于工程項目中,并取得了明顯的技術經(jīng)濟效益。
土釘墻是一種原位加固土技術,就其作用機理而言,既不同于樁、墻圍護結構體系,又有別于水泥土重力式擋墻,它對土坡穩(wěn)定的主要作用是注漿土釘通過置換和護滲,改變土體性質,土釘與土體間相互作用,土釘自身承受拉、壓、彎、剪及面層土壓力,有效地提高土體的抗剪強度和整體“剛度”,土釘在“土釘墻”復合體內猶如鋼筋網(wǎng)架一樣,具有骨架作用,并與土體形成一個完整的整體,如同擋土墻那樣共同承擔土壓力和外荷作用,制約邊坡變形,從而使開挖邊坡穩(wěn)定。在復合體內,外來荷載主要由土釘承擔,并在復合體內起著應力傳遞和均勻擴散的作用,使所受外來荷載能均勻地傳遞擴散。土釘與噴射坡面的固化水泥漿相結合,能有效地限制坡面土體側向變形,加強邊坡約束。因此,在這種支護形式中,計算分析必須注意滿足復合體特定的內部和外部穩(wěn)定性驗算。對變形有嚴格要求的護坡工程,土釘墻應做變形預測分析,符合要求后方可采用,土釘墻技術適用于在地下水位較低或坑外有降水基坑土體加固,不宜兼作截水結構,也不宜用于沒有臨時自穩(wěn)能力的軟弱土層。
二、土釘墻施工工藝
(一)土釘墻支護施工工藝流程
挖土→整理坡面→初噴→打孔眼→插桿→灌注→掛網(wǎng)→復噴。
(二)施工準備
(1)技術準備:組織技術人員熟識工程勘察報告、設計圖紙、圖紙會審紀要;技術人員要向工長和各工序負責人進一步進行技術交底,明確施工要求和質量控制的重點和難點。
(2)人力和物力準備:調配精良的管理、技術人員組建施工項目部;調查、比選鋼材、水泥、地材等供應商,擇優(yōu)選定;做好施工設備的檢修、零配件的采購工作,確保設備的完好率;做好機具、桿具的加工和修配工作;做好工程材料的訂貨、采購、運輸、進場工作。
(3)施工現(xiàn)場準備:合理地規(guī)劃和布置施工現(xiàn)場;檢查臨時性的生產(chǎn)生活設施是否滿足施工需要:施工設備輔助設備的進場、組裝和試運轉。
(三)施工方法
(1)測量放線:根據(jù)基坑開挖圖放出基坑開挖上口線,并在場區(qū)四周圍作標記,以備開挖后測放邊線。
(2)土方開挖:開挖作業(yè)要分層開挖,分層支護,邊開挖邊支護,即前一層土釘完成注漿1天以上方可進行下一層邊坡面的開挖,把土方開挖和支護施工密切配合,使開挖進程和土釘墻施工形成循環(huán)作業(yè);土方的開挖應嚴格地遵循分段的原則,一般作業(yè)段長度應控制在10m以內,也應嚴格地遵循分層方法,嚴禁超挖,達到控制土體的初始位移。
(2)修坡:開挖之后,為盡量縮短邊坡土體的裸露時間,在邊坡修整完后應立即噴射基層混凝土。一般在7天后土釘墻固結可以達到足夠強度,然后進行下一層土體的開挖,而且邊坡修整應采用人工,這樣,一方面增加混凝土面層與土體的粘聚力,確保掛網(wǎng)及噴砼的質量,另一方面也保持了坡面平整。
(3)安設土釘:安設土釘前,可以采用沖擊鉆等成孔,如擊入的是鉆孔注漿土釘,對于注漿鋼管要設置注漿口,并在注漿口的附近焊接角鋼支架,以減少地基土進入注漿管內及注漿土釘有足夠的直徑,同時要保持一定的傾斜度;同時,鋼管擊入過程中不可避免地將地基土擠入注漿鋼管內,為確保土釘?shù)淖{質量,在土釘注漿前應對鋼管實施清孔。
(4)鋪設鋼筋網(wǎng):將鋼筋拉直,鋼筋網(wǎng)片按照設計要求綁扎連接,其長度及相臨搭接接頭錯開長度符合規(guī)范要求,如果有不能滿足規(guī)范要求的,必須用焊接,焊縫長度也要符合規(guī)范要求。綁扎鋼筋網(wǎng)時要留好搭接鋼筋,鋼筋網(wǎng)與下層鋼筋網(wǎng)要搭接,長度為25倍鋼筋直徑,鋼筋網(wǎng)宜在噴射一層混凝土后鋪設,鋼筋與坡面的間距宜大于20mm,鋼筋網(wǎng)與土釘錨固裝置要連接牢固,噴射混凝土時鋼筋才能不晃動。鋼筋網(wǎng)檢查合格后要及時進行隱蔽驗收。
(5)基坑施工監(jiān)測:在施工建設中,基坑的安全是施工的關鍵。為此,要隨時掌握開挖及支護施工整個過程中邊坡的動態(tài)變化,對支護施工過程要嚴格實施基坑監(jiān)測,并把獲得的變化信息通過修改設計反饋到施工工作中去,以指導施工正常進行。在土釘墻施工前,應預先在坡面上設置恰當?shù)挠^測點,監(jiān)測主要針對坡頂水平位移和坡頂沉降。沿基坑邊約每5~10m設一個測點,基坑開挖期間,每天測一次,正常情況下3一10天測一次。當觀測土體位移的當日最大水平位移量超過60mm時,應采取有效的施工措施,如可以加長土釘長度等以確保土釘墻的安全;基坑沉降觀測也應在控制范圍內,保證基坑附近的建筑物處于安全、穩(wěn)定的狀態(tài)。
(四)施工質量管理技術措施
(1)嚴格按土釘墻工藝流程進行施工,嚴把工序質量關,工序崗位人員先自檢合格后,施工人員、質檢員進行抽檢,層層負責,嚴把質量關。
(2)土釘主體用材和掛網(wǎng)用材,要有廠家質保書。
(3)注漿和噴射用水泥,要有廠家質保書,并提供成分化驗單;噴射砼采用R425級早強型硅酸鹽水泥。采用堅硬耐久的中、粗砂和堅硬耐久的卵石或碎石,子最大粒徑不宜超過8mm;噴射砼、注漿用水,不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質,不使用污水及酸性水。
(4)噴射砼面層外觀要平整,應無侵入凈空、空鼓、開裂、露筋。
(5)鋪設鋼筋網(wǎng)前,應先調直鋼筋,網(wǎng)格尺寸應符合設計要求,網(wǎng)格為正方形布置,鋼筋網(wǎng)搭接可采用焊接或綁扎。
(6)施工中要及時收集資料,認真填寫各項原始記錄,按設計要求進行認真檢查、核對。
(7)根據(jù)土釘墻工藝的要求,嚴格控制注漿、噴射砼配合比。
(8)嚴格按土釘墻施工操作程序施工,前一道工序施工完畢后,必須經(jīng)現(xiàn)場技術人員檢查合格后,才能施工下一道工序,特別是隱蔽工程要待驗收簽字之后才能施工。
(五)施工安全管理措施
(1)制定安全生產(chǎn)責任制,明確項目經(jīng)理為項目安全生產(chǎn)第一責任人,對有關的管理、執(zhí)行和檢查人員都明確具體職責,做到分工明確,各負其責;
(2)制定基坑專項施工方案,分析確定危險部位和過程,并制定相應的應急措施,使這些危險部位和過程能得到有效控制;
(3)堅持“安全第一、預防為主”的方針,加強對職工的安全教育,并體現(xiàn)全面、全員、全過程的原則,確保只有經(jīng)過安全教育的人員才能上崗。
結束語
土釘墻是近年來發(fā)展起來用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結構,它是由放置于原位土體中的土釘群、被加固的原位土體、混凝土面層共同組成的,土釘墻可充分利用土的自穩(wěn)能力,借助土體的主動加固作用,從而顯著提高基坑邊坡的穩(wěn)定性用,同時其具有施工速度快、造價低、對場地的要求低、安全可靠等特點,逐漸得到工程技術界的認同,具有廣闊的發(fā)展前景。
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